概要

京都大学大学院生命科学研究科の今村博臣准教授、大阪大学大学院理学研究科の今田勝巳教授、大坪史歩同大学院生らの研究グループは、緑色蛍光蛋白質（GFP）を改変して赤色蛍光蛋白質（RFP）を人工的に創り出すことに世界で初めて成功しました。蛍光蛋白質は、現代の生物・医学研究で欠くことのできないツールですが、組織や臓器といった厚い試料や長時間の観察に必要な赤色の蛍光蛋白質は、天然RFPから作った明るさが不十分なものしかありませんでした。今回、研究グループはアザミサンゴのGFP (AG)に着目し、赤い光（600 nm以上）を発する蛍光蛋白質では最大級の量子効率を持つRFPにつくりかえることに成功しました。また、立体構造も明らかにし、赤色蛍光発色団形成に重要なアミノ酸とその立体配置を明らかにしました。これにより生体深部のイメージングに適した高性能RFPの開発が期待されます。

本研究成果は米国科学誌「米国アカデミー紀要（PNAS）」の電子版で2023年10月23日15：00時（米国東部時間）に公開されます。

アミノ酸変異を導入していくことで、アザミサンゴの緑色蛍光蛋白質（左端）を、緑色と赤色の両方の蛍光を発するように改変し（中央の２つ）、最終的には完全な赤色蛍光蛋白質（右端）を創り出した。（写真：今村博臣）

研究者のコメント

この研究を始めた当初は思ったように赤色の蛍光が現れずに苦悩しましたが、地道に検討を重ねることで最初のGFP由来RFPの開発へとつなげることができました。蛍光蛋白質はその実用面が強調されがちですが、その発色団形成の仕組みも興味深い研究対象です。本研究をきっかけにRFP発色団形成の仕組みについての理解が深まることで、高性能なRFPを論理的に設計して開発できるようになるはずです。